生物多样性保护.ppt

第七讲第七讲 生物多样性及其保护生物多样性及其保护 生物多样性生物多样性( (Biodiversity) )保护是保护是 全世界环境保护的核心问题，全世界环境保护的核心问题， 同时也是当今社会可持续发展所同时也是当今社会可持续发展所 关注的重要问题之一。关注的重要问题之一。 主要介绍内容：主要介绍内容： 一、生物多样性及研究层次 二、生物多样性的价值 三、生物多样性面临的威胁及丧失原因 四、生物多样性的保护对策 一、生物多样性及研究层次一、生物多样性及研究层次 （一）生物多样性的概念（一）生物多样性的概念 生物多样性：生物多样性：是指地球上所有生命形 态和相关生态过程的总和，包括植物 、动物、微生物和它们所拥有的基因 以及它们与其生存环境形成的复杂生 态系统和自然景观。 （二）生物多样性的层次（类型）（二）生物多样性的层次（类型） 目前地球上生物多样性通常被认为有三个层次： 遗传多样性遗传多样性 物种多样性物种多样性 生态系统多样性生态系统多样性 （景观多样性景观多样性） 1. 1. 遗传多样性遗传多样性 广义的遗传多样性：广义的遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信 息的总和，称为生物遗传多样性。 狭义的遗传多样性狭义的遗传多样性：是指同一生物物种内不同种群之 间或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。 遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物 种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的 潜力越大。潜力越大。 形态学水平形态学水平( (表型性状表型性状) )符合孟德尔遗传规律的 单基因性状，多基因决定的数量性状。 生理生化水平生理生化水平( (蛋白质多态性蛋白质多态性) )同工酶、蛋白质多 态性等。 细胞学水平细胞学水平( (染色体染色体) ).染色体数目、组型。 分子水平分子水平DNA多态性、线粒体DNA 序列、核糖体DNA。 生物种内不同群体的生态型、变种、亚种、品系 等，都是遗传多样性的表现形式。 从分子水平上遗传多样性研究实例从分子水平上遗传多样性研究实例 大熊猫大熊猫 材料：12只大熊猫和17只亚洲黑熊的血液样品。 分析36种同工酶及蛋白质,总计40个遗传座位。 结果：多态座位百分比P=0.025（黑熊为0.216）， 平均杂合度H=0.008 （黑熊为0.056，哺乳类平均值为0.02） 遗传多样性十分低下，群体杂合率低 前者表明大熊猫种群适应力差，后者则提示大熊猫 种群内可能存在严重的近交，而近亲交配显著降 低了群体的生殖力；这些原因导致其衰退致危。 大熊猫遗传多样性状况：大熊猫遗传多样性状况： 2. 2. 物种多样性物种多样性 （1 1）物种多样性的概念）物种多样性的概念 物种多样性是指地球上生命有机体种类的多样化 ，包括动物、植物、微生物物种的丰富性及其变 化。是生物多样性在物种上的表现形式，反映了 地球上生物有机体的复杂性。 物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为 是生物多样性研究的核心内容。是生物多样性研究的核心内容。 表表1 1 全球主要生物类群的物种数全球主要生物类群的物种数 生物类群已描述的物种数（万种） 估计存在的物种数（万种） 病毒 0.4 40 细菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生动物 4.0 20 藻类 4.0 40 高等植物 27.0 32 线虫 2.5 40 甲壳动物 4.0 15 蜘蛛类 7.5 75 昆虫 95.0 800 软体动物 7.0 50 脊椎动物 4.5 5 其他 11.5 25 总计总计 175.0 175.0 1362 1362 各种花卉各种花卉 北美红杉北美红杉 龙脑香 捕蝇草捕蝇草 猪笼草 大麻大麻 罂粟罂粟 各色的动物各色的动物 微微 生生 物物 （2 2）物种多样性的分布）物种多样性的分布 地球上的物种并不是均匀分布 生物多样性特丰富国家：地处或拥有大面 积的热带、亚热带地区，占有全世界最高 比例物种多样性的一些国家。 地球上的物种分布极其广泛 10000 米深海 硫细菌 4.5 km 深的地层中细菌 7485 km 高空 微生物 1212个生物多样性特丰富国家，个生物多样性特丰富国家，包括：巴西、 哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊 尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、 印度尼西亚、马来西亚。 （3 3）物种多样性规律）物种多样性规律 就进化时间而言就进化时间而言，物种多样性的总趋势是逐 渐增加的。 随着纬度的降低随着纬度的降低，大多数陆生动物和植物物 种多样性有明显增加的趋势。但是，也有个 别生物类群例外，如企鹅和海豹的种类在极 地最多。 随着山体海拔升高随着山体海拔升高，鸟类、微管植物的多样 性表现出降低的趋势。 随水体深度的增加随水体深度的增加，物种多样性而减少。 3 3. . 生态系统多样性生态系统多样性 生态系统多样性是指生物圈内物种集合的空间 多样性。即生物圈内生境、 生物群落和生态 过程的多样化及生态系统内生境差异、生态过 程变化的多样性。 生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样 性的前提和基础保证。性的前提和基础保证。 生态系统多样性类型：生态系统多样性类型： 生态系统的分布规律：生态系统的分布规律： 纬向地带性纬向地带性，自低纬度的赤道向高纬度的两极依次 出现热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、草原、 北方针叶林和苔原等。 经向地带性经向地带性，自沿海区域向大陆腹地依次出现森林 、草原和荒漠等生态系统类型。 垂直地带性垂直地带性，随着海拔高度的增加，依次出现朝向 极地的各种生态系统类型。 热带雨林热带雨林 植物区系丰富、缺乏大型食肉动物、灵长类丰富、鸟类丰富且植物区系丰富、缺乏大型食肉动物、灵长类丰富、鸟类丰富且 羽毛鲜艳、昆虫种类丰富多彩羽毛鲜艳、昆虫种类丰富多彩 亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林 温带落叶阔叶林温带落叶阔叶林 主要树种是落叶乔木。主要树种是落叶乔木。 主要分布在北半球气候主要分布在北半球气候 温和的中纬度地区。温和的中纬度地区。 林中最大型的食草动物是鹿、最林中最大型的食草动物是鹿、最 大的食肉动物是黑熊。林中鸟类大的食肉动物是黑熊。林中鸟类 种类繁多如榛鸟、山雀、林鸦和种类繁多如榛鸟、山雀、林鸦和 各种啄木鸟。爬行类、两栖类和各种啄木鸟。爬行类、两栖类和 昆虫也很多。昆虫也很多。 温带针叶林温带针叶林 主要树种有红松、白主要树种有红松、白 松、云杉、冷杉和铁松、云杉、冷杉和铁 杉。分布在北纬杉。分布在北纬45-5745-57 度之间，度之间， 是世界木材是世界木材 的主要产地。的主要产地。 哺乳类动物有骆驼、熊貂、猞猁、狼哺乳类动物有骆驼、熊貂、猞猁、狼 、雪兔和松鼠。鸟类有雷鸟、榛鸟和、雪兔和松鼠。鸟类有雷鸟、榛鸟和 各种鸣禽。爬行动物很少。各种鸣禽。爬行动物很少。 热带草原热带草原 广泛分布在广泛分布在 热带地区热带地区 温带草原温带草原 分布广。分布广。 欧亚大陆欧亚大陆 、蒙古、蒙古、 我国黄河我国黄河 中游、内中游、内 蒙古和东蒙古和东 北大兴安北大兴安 岭以西地岭以西地 带有大片带有大片 温带草原温带草原 代表动物：高鼻羚羊、黄羊、骆驼、黄鼠、仓鼠、跳鼠等。草原鸟有云雀、百灵鸟等代表动物：高鼻羚羊、黄羊、骆驼、黄鼠、仓鼠、跳鼠等。草原鸟有云雀、百灵鸟等 冻原冻原 分布在北纬分布在北纬6060度以北度以北 典型植物是地衣。动物有驯鹿、旅鼠、北极兔、北极狐典型植物是地衣。动物有驯鹿、旅鼠、北极兔、北极狐 、北极熊、雪鸟等。、北极熊、雪鸟等。 红树林湿地 二、生物多样性价值与人类二、生物多样性价值与人类 可持续发展可持续发展 生物多样性的价值生物多样性的价值 生物多样性：是包括人类在内的地球生命生 存和发展的基础。 生物多样性价值一般包括：直接价值直接价值、间间 接价值接价值、备择价值备择价值和存在价值存在价值等类型。 表表2 2 中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统 主要 价值 类型 直接使用价值直接使用价值间接价值间接价值 (体现在环境和 生态价值) 潜在价值潜在价值 或 选择价值 存在价值存在价值 或 内在价值 产品及加 工品直接 使用价值 服务 价值 对人 们提 供效 益的 典型 用途 林业 农业 畜牧业 渔业 医药业 工业 等消费性 利用价值 旅游 观光 科学 文化 畜牧 使役 价值 有机物生产 维持大气平衡 物质循环 生态系统稳定 保持水土 防风固沙 调节气候 净化环境 潜在 使用 价值 、 潜在 保留 价值 确保自 己或别 人将来 能利用 某种资 源或某 种效益 生物多样性生物多样性是人类赖以生存和社会可 持续发展的保障和物质基础。 生物多样性的保护生物多样性的保护不仅与当代人类生 存与发展密切，也在于造福子孙后代。 三、三、生物多样性面临的威胁生物多样性面临的威胁 及丧失的主要原因及丧失的主要原因 （一）生物多样性面临的威胁（一）生物多样性面临的威胁 1.1.物种灭绝速度加快和珍稀濒危物种增多。物种灭绝速度加快和珍稀濒危物种增多。 2.2.生存环境的丧失与生态系统多样性降低。生存环境的丧失与生态系统多样性降低。 例例1 1：哺乳类：哺乳类 正常情况下，每每5050年灭绝年灭绝1 1种种哺乳类。 但是，在过去的400年中，全世界的哺乳类共 灭绝58种，平均每平均每7 7年灭绝年灭绝1 1种种。 而在20世纪内则灭绝23种哺乳类，则平均每平均每4 4 年灭绝年灭绝1 1种种。 例例:2 :2 大大 熊熊 猫猫 例例3 3：中国脊椎动物：中国脊椎动物 近半个世纪以来，中国仅脊椎动物已经灭绝 的物种就达数十种，如蒙古野马、高鼻羚羊 、麋鹿（野生种）、豚鹿、凤头麻鸭、湾鳄 等。 （二）生物多样性丧失的原因（二）生物多样性丧失的原因 1 1、生境的破坏（丧失、生境的破坏（丧失、破碎和退化）破碎和退化） 2 2、生物资源的过度开发、生物资源的过度开发 3 3、人工生态系统取代自然生态系统、人工生态系统取代自然生态系统 4 4、环境污染、环境污染 5 5、外来物种入侵、外来物种入侵 1 1、生境的破坏（丧失、破碎和退化）、生境的破坏（丧失、破碎和退化） 据统计，在中国，每过 1.8秒就有一个孩子出生。 地球陆地表面的40%区域被人类开发作为农业、城市、 公路和水库。许多生物的生存空间遭到破坏。 2 2、生物资源的过度开发、生物资源的过度开发 森林资源过度采伐：至80年代初，全球41%的热带雨林 已经消失。统计资料表明，人类目前对热带雨林的破 坏仍以大约每分钟47ha的速度进行着，照此下去，热 带雨林将在50年内消失！ 渔业资源的过度捕捞。野生经济动植物的乱捕滥采： 许多野生动物因 “皮可穿、毛可用、肉可食、器官可 入药”而遭灭顶之灾。 昔日的青山昔日的青山 3 3 、人工、人工生态系统取代自然生态系统生态系统取代自然生态系统 人工生态系统仅仅由单一或少数几个物种组 成，如农作物种植、人工造林的品种单一化 ，遗传多样性和变异性降低，系统内的生物 存在着潜在的威胁。在人工生态系统中，一 种新的病菌或捕食者可能导致一个物种的灭 绝。 4 4、环、环 境境 污污 染染 包括工业的三废排放、农业农药化肥施用、生活污水等 环境污染。可导致生物多样性各个水平的丧失， 其中 至少包括： 环境污染物对生物的直接毒害，环境污染物对生物的直接毒害，导致生物死亡或繁殖 能力降低、种群规模减少等。 环境污染物通过食物链的富集环境污染物通过食物链的富集作用使高营养级的生物 毒害更加严重而难以生存。 环境的污染导致生境和生态系统破坏环境的污染导致生境和生态系统破坏，使许多生物丧 失了生存环境与生存空间。 5 5、外来物种入侵、外来物种入侵 有些外来物种在新的环境中种群迅速蔓延成灾种群迅速蔓延成灾； 有些外来物种可能捕食当地物种捕食当地物种，直至灭绝他们，或 改变生境改变生境致使许多当地物种不能生存； 有的外来物种能够作为病原体作为病原体使当地物种染病并在种 群中传播和流行，最后导致被感染者灭种，严重威胁 着本地生态系统的结构和功能，导致生物多样性和生 境的丧失。 上述种种被称为外来物种入侵。如入侵我国的植物： 紫茎泽兰、大米草、薇甘菊、凤眼莲(水葫芦)等。 凤眼莲凤眼莲( (水葫芦水葫芦) ) 紫茎泽兰紫茎泽兰 每年以几公里的速度蔓延，所到之处，寸草 不生，不但可使农作物减产百分之三十到四 十，而且会使草原退化。牲畜误食紫茎泽兰 还会导致死亡。 283283种外来物种入侵我国种外来物种入侵我国 一年一年“ “ 吃吃 掉掉” ”12001200亿（亿（2004.6.42004.6.4厦门晚报）厦门晚报） 据报道，从2001年12月开始，在国家环境保护总局等单位的组织 和协调下，经过近两年的调查工作： 入侵种类入侵种类：本次查明我国有外来入侵物种283种。 入侵来源入侵来源：最大来源美洲，其他依次为欧洲、非洲和大洋洲。 经济损失经济损失：每年经济损失1197.76亿元。其中对国民经济有关行业 造成直接经济损失198.59 亿元。对我国生态系统、物种及遗传 资源造成的间接经济损失（评估数模计算）每年1000.17亿元。 其中：美洲斑潜蝇、豚草、褐家鼠、烟粉虱、温室白粉虱、紫茎 泽兰造成损失均在10亿元以上。 入侵途径入侵途径：有意引进占39.6%、无意引进占49.3%、自然入侵仅占 3.3%。在入侵的植物中，有一半是作为有用植物引进。 原因分析原因分析：缺乏认识。引进存在很大程度的盲目性和急功近利倾向 。热衷从国外引种，极大增加外来物种入侵风险。 四、生物多样性的保护对策四、生物多样性的保护对策 生物多样性的保护对策生物多样性的保护对策 1. 生物多样性的就地保护 2. 生物多样性的迁地保护 3. 建立新种群 4. 受损生态系统的恢复 5. 生物多样性的可持续利用 6. 完善生物多样性法律体系 7. 公众的作用和积极的参与 1 1、生物多样性的就地保护、生物多样性的就地保护 生物多样性的就地保护是指，通过立法，以保 护区和国家公园的形式，将有代表性的自然生 态系统、珍稀濒危野生动植物物种集中天然分 布区保护起来，限制人类活动的影响，确保保 护区内生态系统及其物种的演化和繁衍，维持 系统内的物质循环和能量流动等生态过程。 就地保护是保护生物多样性的最佳方式就地保护是保护生物多样性的最佳方式。 中国自然保护区在类型上分三类中国自然保护区在类型上分三类 自然生态系统类自然保护区自然生态系统类自然保护区是指具有一定代表性、典 型性和完整性的生物群落和非生物环境共同组成的生 态系统作为主要保护对象的自然保护区。如武夷山国如武夷山国 家级自然保护区、梅花山国家级自然保护区家级自然保护区、梅花山国家级自然保护区。 野生生物类自然保护区野生生物类自然保护区是指以野生生物物种，尤其是 珍稀濒危物种种群及其自然环境为主要保护对象的一 类自然保护区。如厦门海洋珍稀物种国家级自然保护如厦门海洋珍稀物种国家级自然保护 区。区。( (白海豚白海豚、文昌鱼文昌鱼、白鹭白鹭、红树林红树林) ) 自然遗迹类自然保护区自然遗迹类自然保护区是指以特殊意义的地质遗迹和 古生物遗迹等作为主要保护对象的一类自然保护区。 如深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区（晋江市如深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区（晋江市 ，古海床植被），古海床植被） 自然保护区的分区自然保护区的分区 自然保护区内部可分为核心区核心区、缓冲区缓冲区和实实 验区验区三个部分。 2 2、生物多样性的迁地保护、生物多样性的迁地保护 迁地保护迁地保护是指将濒危动植物迁移到人工环境中或 易地实施保护，这种策略就是迁地保护。 目前，近3000种鸟兽类只有在迁地保护下才能生 存。这些物种只有在维持野生种群的同时维持一 个人工保护的迁地种群，才能保证物种不会灭绝 。如麋鹿、加州秃鹫、黑足鼬，曾分布在美国与 加拿大交接。 动物园、水族馆和植物园都是展示、保存、繁动物园、水族馆和植物园都是展示、保存、繁 育动植物的场所。既是物种迁地保护的地方，育动植物的场所。既是物种迁地保护的地方， 又是对公众进行生物多样性和自然保护教育的又是对公众进行生物多样性和自然保护教育的 基地。基地。 3 3、建立新种群、建立新种群 建立新种群建立新种群是通过繁育珍稀、濒危物种新的野外种 群和半野外种群、或者